150 тыс. лет назад жила всех нас общая прапрабабушка.
— Митохондриальная Ева.
— Да, и это важное уточнение. Мы обнаруживаем эту прапрабабушку по митохондриальной ДНК, то есть по той части ДНК, которая связана с митохондриями, которые являются лишь частью клетки. Поскольку эта гипотеза не касается всего генома, она не исключает, что происходили смешения. Но сколько бы ни было смешений, была прапрабабушка. Мы знаем, что у нее был человеческий геном. У нее было почти все, что мы видим у современного человека, с очень маленькими изменениями. Раньше думали, что вообще без изменений, но теперь есть данные, что нет, некоторые изменения все же произошли. Сейчас геномы в разные периоды и у разных людей в подробностях различаются друг от друга.
— На минуту об изменениях. Как я понимаю, у современного человека мозг несколько меньше, чем у его предков. Самый большой мозг у нас был 41 тыс. лет назад. Мы поглупели?
— Мы пока очень плохо понимаем внутреннюю структуру мозга. Это тот же вопрос, что с homo floresiensis: как увеличение соотносится со структурой, или это просто изменение проекции.
Очень часто случается, что как только на крышу жилого дома будет установлена антенна сотовой сети, тут же начинаются жалобы от жильцов. Бывают стандартные вроде «Начала болеть голова!», а бывают такие интересные как «Перестали рожать кошки», «Вымерли все тараканы» и даже «За мной начали следить!».
Ясное дело, во всём виновата новая штука. В ряде случаев из-за таких жалоб до непосредственного включения базовой станции не доходит, и смонтированные, но ещё не запущенные в работу антенны, приходится снимать и переносить.
Ниже я расскажу как излучает базовая станция и приложу расчёты.
Что опасно
Опасность радиоволн для организма человека исследована в данный момент не до конца, но исследования проводятся, прочитать про них можно, например, здесь в разделе «Как действует ЭМП на здоровье». В целом, если проанализировать исследования, становится понятно, что таки да, опасно!
Что делается для того, чтобы этой опасности избежать? В нашей стране есть стандарт, по которому, в частности, производится строительство базовых станций. В СаНПиН 2.1.8/2.2.4 написано, что предельно допустимая плотность потока энергии для частот, на которых работают наши БС (900, 1800, 2100 МГц) равна 10 мкВт/см2, или же 0,1 Вт/м2. Вот от этого числа и будем дальше отталкиваться при оценке.
Справедливости ради, стоит сказать, что во многих западных странах подобные нормы позволяют облучать местное народонаселение плотностью потока энергии на пару порядков выше, примерно по 1мВт/см2, то есть 10Вт/м2.
Оценка реального облучения
Итак, у нас есть число, выше которого прыгать нельзя ни в коем случае. Каким образом можно понять, будет ли излучение конкретно в вашей квартире/офисе выше или ниже этой величины? Во-первых, что такое эта самая плотность потока энергии? Это сколько излучённой антенной энергии будет проходить через определённую площадь (см2 в СаНПиНе). Если бы антенна излучала во все стороны одинаково, то вся энергия бы размазывалась по сфере вокруг антенны. Ну, такие антенны оператору сотовой связи особо не нужны, у нас чаще всего используются направленные секторные панельные антенны, которые излучают в определённом направлении (диаграммы направленности можно посмотреть в каталогах антенн производителей, например, здесь).
Вот типовая диаграмма направленности:
Горизонтальная (слева) и вертикальная диаграммы направленности в логарифмическом масштабе.
Горизонтальная (слева) и вертикальная диаграммы направленности в обычном линейном масштабе.
Ну а саму плотность потока энергии можно посчитать, если заглянуть в любую книжку по радиотехнике.
А теперь на примерах
Первым делом самый простой вариант – антенну поставили на доме напротив, что будет, если она смотрит прямо на вас, незащищённого ничем (даже шапочкой из фольги)?
У обычных антенн усиление в главном лепестке диаграммы направленности составляет, например, 18dBi (это 63 раза). На вход антенны, предположим, с БС идёт целых 40 Вт (редко такое используется, обычно не выше 20 Вт, но для оценки можно и преувеличить).
Тогда плотность потока энергии с расстоянием будет падать как на картинке:
Здесь синим – ограничения по СаНПиН. Получается, что на расстоянии 45 метров от антенны уже можно находиться хоть круглые сутки и, согласно санитарным нормам, это будет абсолютно безвредно для нашего здоровья.
Возьмём более реальный случай, когда БС устанавливается на доме напротив, но на пути между вами и антенной есть оконное стекло (в нём сигнал затухает на 4dB, то есть в 2,5 раза). Даже конкретизируем, возьму свой пример – дом через дорогу, на котором стоит БС, согласно Google Earth между ним и моими окнами 110 метров. В этом случае, получим, что ужиная, я получаю 0,0066 мВт/м2. Это в 15 раз меньше, чем предельный уровень – можно смело есть, не прячась за холодильником!
Чаще бывает, что вас и антенну разделяет не стекло, а стена. В железобетонных стенах сигнал затухает ещё сильнее, чаще всего это примерно 15dB (почти 32 раза).
Это мы посмотрели, что будет, если антенну направили прямо на вас, то есть специально целились в вашу квартиру/офис.
Ещё чаще вы находитесь не в главном лепестке диаграммы направленности, где излучение максимально, а где-нибудь сбоку, там коэффициент усиления антенны уже заметно ниже 18dBi. В этих случаях, естественно, излучение будет ещё ниже, например:
Ну а теперь вернёмся к нашему примеру из самого начала: что если антенну установили на крыше вашего дома?
Тогда коэффициент усиления антенны в направлении квартиры на верхнем этаже будет равен примерно -5dBi (затухание в 3 раза), потолок даст затухание на 15dB (32 раза). Если посчитать, то получим, что кошки, которые перестали рожать и умирающие тараканы на расстоянии 2х метров от антенны получают по 0.0078 Вт/м2, то есть немногим больше меня, ужинающего в 110 метрах от антенны.
Что это значит, кэп?
Если базовая станция у вас над головой на крыше — к вам не попадает почти ничего. С другой стороны, если вы решите полазить по крыше и повернуть на себя секторальную антенну, а потом позагорать под ней, вас ждёт очень неприятный сюрприз.
Аааа! У меня фемтоточка на столе, что делать?
Если говорить о фемтосотах, про которые был разговор в одном из предыдущих постов, то их мощность не превышает 0.1Вт, что на 23dB ниже мощности рассмотренного нами примера. Также их характеризует омни-антенна, коэффициент усиления которой много меньше панельных антенн (порядка 2-3dBi). При таких расчётных значениях уже в 1м от фемтосоты уровень сигнала в 10 раз ниже норм по СаНПиН.
Параноикам на заметку
Не стоит обниматься со включённой базовой станцией. По крайней мере, продолжительное время — точно.
Не держите фемтосоту у себя на коленях и на рабочем столе. Гарантированно безопасное расстояние от неё до вас — 1 метр с любой стороны.
Категорически не стоит попадать в фокус РЛС на различных военных объектах: мощности там в разы выше.
Излучение от БС на соседнем доме в разы менее опасно сказывается на здоровье в сравнении с периодическим излучением китайской микроволновки (где бьёт изо всех щелей). Сравнимые по мощности факторы с излучением БС прямо на крыше над вами — это обычный домашний Wi-Fi и Bluetooth-гарнитуры.
О наших сотрудниках
Что касается наших сотрудников, то при плановых работах, когда они подходят непосредственно к антеннам и могут получить уже ощутимый вред — у нас принято отключать БС на время работ.
Выводы
Из изложенного выше можно понять, что практически любой реально осуществимый вариант установки антенн базовых станций является безвредным для человека (если верить СаНПиН). Если вспомнить о том, что 40 Вт мощности на антенну подаются очень редко, то на душе становится ещё легче. Плюс стоит вспомнить о нормах в большинстве западных стран, где опасный уровень начинается значительно выше.
Ничего не делать – тоже тяжкий труд. Эту знакомую всем лентяям истину подтвердили новые исследования: стараясь ни о чем не думать, мозг тратит больше усилий, чем напряженно размышляя.
Американские исследователи утверждают, что нашли способ электронной записи и расшифровки снов. В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые уверяют, что их целью является не подсматривание за чужими снами, а понимание процесса сновидений, сообщает телеканал BBC. «Конечно, мы бы очень хотели научиться видеть чужие сны», — признается при этом руководитель проекта доктор Моран Серф.
На протяжении веков люди интересовались снами и пытались толковать сновидения. В древнем Египте считалось, что сон – это божественное послание. Позже трактование снов стало применяться в психологии для понимания подсознательных процессов.
Однако до сих пор единственным способом заглянуть в чужой сон был рассказ самого «очевидца» после пробуждения.
Целью проекта доктора Серфа является создание прибора, который позволил бы психологам запечатлеть сновидение с помощью электронной картинки мозговой деятельности. «Никто точно не знает, почему люди видят сны, – поясняет доктор Серф. – И один из главных вопросов: когда, собственно, возникает сновидение?»
Свои выводы доктор Серф основывает на первоначальном исследовании, которое свидетельствует о том, что активность индивидуальных клеток мозга, или нейронов, ассоциируются с определенными предметами или образами. В ходе экспериментов выяснилось, что когда доброволец, к примеру, думал о Мэрилин Монро, в его мозгу активизировался конкретный нейрон. Показывая участникам эксперимента набор различных картинок, доктор Серф и его коллеги смогли вычленить нейроны, отвечающие за определенные образы и понятия, которые в каждом конкретном случае обобщались в индивидуальную базу данных. В результате, наблюдая за тем, как и в какой последовательности активируются конкретные нейроны, ученые получили возможность «читать мысли» добровольцев.
Доктор Серф охотно признает, что до создания машины для записи снов еще очень далеко, однако для существования такого прибора есть все теоретические возможности. Следующим шагом, по словом ученого, стал бы просмотр снов со стороны: так сказать, наблюдение за снами в реальном времени, вместе со спящим человеком. На начальном этапе исследователи могли мы выделять образы и понятие, уже внесенные в базу данных, но теоретически эта база может расширяться бесконечно.
Общественное мнение давно подметило связь между умственным здоровьем (точнее – нездоровьем) и творческими способностями. Похоже, связь эта действительно существует, на уровне физиологии мозга.
Неслучайно «сумасшедший гений» — постоянный персонаж современной культуры
Когда мы вынуждены решать одновременно сразу 2 сложные задачи, полушария мозга начинают действовать параллельно. Заняться еще и третьим делом невозможно физически.
При параллельной работе над 2-мя задачами мозг «разделяется»: нейроны одного полушария решает задачу А (их активизация отмечена красным), а второго – задачу Б (желтым)По легенде, Гай Юлий Цезарь мог одновременно читать, писать, слушать доклад и вести беседу. Но, видимо, это все-таки преувеличение. На такое человеческий мозг неспособен: если речь идет о сложных, требующих внимания, а не автоматизма, задачах, параллельно вести больше 2-х таких процессов мы не в состоянии. Ключевую роль в решении подобных задач играет префронтальная кора; в этой области формируется намерение, производится целеполагание, и отдаются команды остальным регионам мозга. Что же происходит, когда в этом процессе появляется еще один участник – вторая цель? Чтобы узнать это, французские нейрофизиологи во главе с Этьеном Кёхлином (Etienne Koechlin) отобрали добровольцев, 16 мужчин и столько же женщин в возрасте от 19 до 32 лет, и с помощью магнитно-резонансной томографии провели анализ их мозговой активности в момент выполнения сложных задач. Например, демонстрировались случайным образом расположенные буквы из слова, и участники эксперимента должны были отмечать, не идут ли хотя бы две из них в том порядке, в каком они расположены в исходном слове. Двойную задачу представляло аналогичное задание, в котором требовалось учитывать регистр букв, чтобы сказать, не идут ли в нужном порядке хотя бы 2 буквы, из слова набранного только строчными или только прописными. За удачное выполнение задания доброволец получал небольшую дополнительную денежную сумму. Как и ожидалось, выполнение одиночной задачи равномерно нагружало префронтальную кору обоих полушарий мозга: вся цепочка от целеполагания до решения работала четко. Но как только доброволец был вынужден столкнуться со вторым параллельным заданием, ситуация усложнилась странным образом. К удивлению ученых, мозг «разделился»: активность одного полушария оказалась полностью связана с одной из задач, а активность другого – со второй. Каждое полушарие работало независимо, формируя собственную цель и решая собственную задачу. По мнению Этьена Кёхлина и его команды, это доказывает то, что больше чем 2 задачи одновременно мозг обрабатывать просто неспособен. И в самом деле, в ходе дополнительных экспериментов ученые усложнили стоящую перед добровольцами задачу, добавив еще и необходимость обработки букв разных цветов. Это тут же привело к резкому росту ошибок в результате – а томография показала, что одновременно выполняется лишь 2 задачи, третья же ожидает перерыва в активности, чтобы быть «подхваченной» одним из полушарий. «Если перевести эти выкладки на язык обыденной жизни, — говорит Кёхлин, — то можно сказать, что вы можете одновременно готовить ужин и говорить по телефону. Проблемы появятся, если вы попытаетесь делать что-то третье. Ваша префронтальная кора обязательно отбросит одну из задач». Разумеется, речь идет лишь о задачах, требующих активного внимания, по большей части незнакомых нам ранее. Если процесс доведен до автоматизма, он не требует отдельного целеполагания и формирования «команд». Мы можем легко поглощать приготовленный ужин, параллельно читая книгу и разговаривая с женой. Это – что бы ни говорила жена – проблемы не составляет. Вообще, совместная жизнь полушарий нашего мозга далеко не так безоблачна, как может показаться. На деле она полна конфликтов – читайте: «Битва полушарий».
Непродолжительный дневной сон улучшает возможности головного мозга по восприятию новой информации, утверждают ученые. К подобным выводам исследователи пришли на основе ряда тестов, в которых волонтерам предлагалось в течение дня дополнительно спать на протяжении 90 минут. По словам специалистов, когнитивные возможности таких людей были значительно выше, чем у людей, не имевших дневного сна.
Профессор Савельев знает о мозге очень много — как он появился в ходе эволюции, как развивается, какая его зона за что отвечает. А кроме того, он может вполне профессионально рассказать о том, чем отличается мозг женщины от мозга мужчины, почему люди будущего станут здоровыми, но глупыми, а также отчего нельзя реформировать МВД, а чиновник за ошибки должен ответить жизнью
К сегодняшнему дню ученые выяснили про человеческий мозг практически все. Нам известна протяженность нейронной сети, точное число соединений нейронов, мы знаем, как работает память и как ее имплантировать и стирать. Созданные учеными системы искусственного интеллекта могут диагностировать заболевания, играть на бирже и распознавать речь. Осталось выяснить лишь одно: как все же мозг работает.
В 1866 году в своем в сочинении «Рефлексы головного мозга» Иван Сеченов написал, что в основе всех психических процессов лежит физиология. А в 2009-м на конференции TEDxPerm нейро- и психолингвист, доктор биологических и филологических наук Татьяна Черниговская рассказала, что, хотя за эти полтора века наука о мозге прошла огромный путь и научилась делать невероятные вещи, остающихся вопросов все же гораздо больше. Например, мы так и не знаем, что такое сознание и можно ли создать его искусственно. Обладает ли на самом деле свободой личность? А есть ли «свобода» у нейронной сети? И если найдутся ответы на все эти вопросы, то устоим ли мы перед соблазном капитально залезть в собственные мозги и не сойдем ли из-за этого с ума?
Ученые научились считывать сигналы в мозге парализованного больного – и превращать их в звуки с помощью компьютерного синтезатора речи.
Схема системы, распознающей паттерны активности нейронов, и выдающей звуки речи. Авторы назвали ее Neuralynx
В качестве подопытного выступил больной, находящийся в состоянии «бодрствующей комы». В отличие от «классической» комы, во время которой все реактивные функции (сознание, движение, рефлексы, чувствительность и т.п.) утрачены, а сохраняются лишь вегетативные (кровообращение терморегуляция, дыхание и т.д.), в бодрствующей коме могут сохраняться и некоторые реактивные функции – частично, или полностью. Иначе говоря, такой больной может потерять всякую подвижность, но сохранять сознание, оказавшись буквально заперт в собственном теле. Отсюда и английское наименование болезни, lock-in syndrome, «синдром запертого», который в русскоязычной литературе переводится обычно, как синдром окружения.
Именно такой несчастный стал первым человеком, мысли которого в буквальном смысле прочел и озвучил компьютер. Технологии, обеспечившие чтение электрической активности мозга, ее интерпретацию и синтез на ее основе слов, «задумываются» над каждым не больше 50 миллисекунд, примерно столько же, сколько на осознание и озвучивание своих мыслей требуется и обычным людям.
Эта поразительная работа проделана большой группой ученых из разных лабораторий и разных стран, а возглавил ее Фрэнк Гентер (Frank Guenther). Выбранный ими пациент был мужчиной 26 лет, у которого болезнь развилась в результате травмы основания мозга, полученной около 10 лет назад. Травма привела к поражению моторных нейронов и, хотя сознание и все мыслительные способности бедняги остались совершенно нормальными, он поражен почти полностью. Единственное движение, доступное ему – медленное поднимание и опускание зрачков.
По словам ученых, большая сложность состояла в том, что до сих пор не существует детального описания электрической активности нейронов, связанных с речью. Поэтому им пришлось полагаться на существующие модели происходящего в нашем мозге в момент произнесения слов. По этим представлениям, звуки, прежде чем произнесены, появляются в виде активности нейронов в левой передней части премоторной коры. В нормальных обстоятельствах их сигналы передаются на моторную кору, которая и дает команды на соответствующие мускулы языка, челюстей и гортани. В данном же случае эту роль и должна взять на себя компьютеризированная система.
Чтобы научиться этому, ученые провели длительные опыты: пациент слышал звук, который выдает компьютер в ответ на его намерение, и старался научиться «формулировать» это намерение как можно внятнее. Постепенно нейроны его адаптировались, и спустя 5 месяцев средний уровень верного распознавания паттернов электрической активности поднялся с 45 до 89%.
Впрочем, работа с пациентом началась еще 5 лет назад, когда ученые имплантировали электрод в его мозг, на границу между областью, связанной с речью, и моторным кортексом. Со временем нейроны проросли внутрь и спустя 3-5 месяцев паттерны их электрической активности стало возможным снимать с высокой точностью, через этот самый электрод.
Спустя 3 года после операции исследователи начали первые пробы своего «мозгово-компьютерного интерфейса» для синтезирования речи на основе электрической активности нейронов. Электрод усиливает эту активность и, превращая ее в радиосигнал, передает на приемное устройство. Система не требует проводов – а значит, не создает дополнительного риска проникновения инфекций.
Зато приемное устройство, чтобы оно способно было качественно улавливать слабый сигнал, располагать приходится прямо на голове пациента. Пара проводящих катушек-антенн прикрепляется с помощью растворимого геля. Еще одна катушка на голове питает электрод: пропускаемое через нее электричество индуцирует в нем ток. Напомним, что это явление в ближайшем будущем может найти и куда более широкое применение – для беспроводной передачи энергии в бытовых приборах (читайте: «Скажите “ци”!»).
Снятый сигнал уже затем подается на компьютер, который проводит его первичную обработку, вычленяя данные и отбрасывая шумы. После чего за дело принимается программа-декодер, переводящий паттерны электрической активности уже в звуки. Они передаются на компьютерный синтезатор речи, который и «говорит» за больного. Речью пока что назвать это нельзя: на настоящий момент система узнает и воспроизводит 3 вида гласных звуков, но ведь это только начало. Да и для несчастного пациента, лишенного вообще какой-либо связи с окружающим миром, эти 3 звука просто бесценны.
По словам Фрэнка Гентера, в ближайшем будущем ученые намерены расширить диапазон рабочих звуков для своей системы, так, чтобы он охватил и согласные. Они работают и над новой «версией» оборудования, способного получать и обрабатывать сигналы с большего числа электроды. Ученый уверен, что уже в следующей версии системы они увеличат это количество вдесятеро, что приведет к существенному повышению производительности. До чтения мыслей осталось совсем немного.
